KMP算法详解:C代码实现与前缀函数π计算
5星 · 超过95%的资源 需积分: 10 151 浏览量
更新于2024-10-08
收藏 223KB PDF 举报
KMP算法,全称为Knuth-Morris-Pratt Algorithm,是一种高效的字符串匹配算法,由Knuth、Morris和Pratt在1977年提出。该算法主要针对在一个文本串中查找固定模式串的问题,通过预处理模式串来优化搜索过程,显著减少了匹配次数。KMP算法的核心在于计算前缀函数π(也称为失配函数),这是一种动态规划的思想,用于存储模式串中每个位置之前最长的不包含失配的前缀长度。
前缀函数π的计算是预处理阶段的关键。对于模式串中的每个子串u,计算其最长的边界b(u),即u在模式串中能够完全匹配的最长前缀长度。当在文本搜索过程中遇到失配时,KMP算法并不像朴素的搜索那样简单地将搜索窗口向右移动一位,而是利用π来指导前进。例如,如果当前字符不匹配模式串中的某个已知前缀,算法会检查该位置在π中的值,决定是直接跳过还是回溯到上一个已知的正确匹配位置。
在搜索阶段,算法的主要步骤如下:
1. 初始化:读入模式串的前缀,设置起始位置i=0,模式串位置j=0,文本串位置k=0。
2. 比较:如果字符匹配,j++;否则,根据π[j]找到适当的回退值,更新j,k。
3. 重复此过程,直到j等于模式串长度或找到匹配。
KMP算法的优势在于:
- 预处理阶段的时间复杂度为O(m),其中m是模式串的长度,因为需要计算所有的前缀函数。
- 搜索阶段在最坏和平均情况下时间复杂度都是O(n),n是文本串的长度。这是因为即使在最坏情况下,也需要遍历整个文本串。
- 总体时间复杂度为O(n+m),在实际应用中通常优于朴素的线性扫描算法,特别是当模式串出现大量重复时。
通过以上分析,KMP算法通过巧妙的前缀函数π,有效地减少了字符串匹配中的无效操作,提高了搜索效率。如果你想深入学习或应用KMP算法,可以通过发送电子邮件至yanyg02@hotmail.com、yanyg02@gmail.com或cppgp@qq.com获取更多资源,或者访问博主的博客<http://blog.csdn.net/cppgp_algorithms/>获取详细教程和实例代码。
2010-07-20 上传
2018-06-01 上传
2023-10-15 上传
2023-10-07 上传
2024-03-18 上传
2023-11-13 上传
2024-01-02 上传
2023-11-16 上传
2023-12-24 上传
cppgp_algorithms
- 粉丝: 0
- 资源: 1
最新资源
- 前端面试必问:真实项目经验大揭秘
- 永磁同步电机二阶自抗扰神经网络控制技术与实践
- 基于HAL库的LoRa通讯与SHT30温湿度测量项目
- avaWeb-mast推荐系统开发实战指南
- 慧鱼SolidWorks零件模型库:设计与创新的强大工具
- MATLAB实现稀疏傅里叶变换(SFFT)代码及测试
- ChatGPT联网模式亮相,体验智能压缩技术.zip
- 掌握进程保护的HOOK API技术
- 基于.Net的日用品网站开发:设计、实现与分析
- MyBatis-Spring 1.3.2版本下载指南
- 开源全能媒体播放器:小戴媒体播放器2 5.1-3
- 华为eNSP参考文档:DHCP与VRP操作指南
- SpringMyBatis实现疫苗接种预约系统
- VHDL实现倒车雷达系统源码免费提供
- 掌握软件测评师考试要点:历年真题解析
- 轻松下载微信视频号内容的新工具介绍